【2019最新】精选高考物理大二轮优选新题：专题六物理实验专题能力训练14

1、【 2019 最新】精选高考物理大二轮优选新题：专题六物理实验专题能力训练 14( 时间 :45 分钟满分 :100 分)1.(10 分)(2018 ·全国卷 ) 如图甲所示 , 一弹簧上端固定在支架顶端, 下端悬挂一托盘 ; 一标尺由游标和主尺构成, 主尺竖直固定在弹簧左边; 托盘上方固定有一能与游标刻度线准确对齐的装置, 简化为图中的指针。现要测量图甲中弹簧的劲度系数。当托盘内没有砝码时, 移动游标 , 使其零刻度线对准指针 , 此时标尺读数为1.950 cm; 当托盘内放有质量为0.100kg 的砝码时 , 移动游标 , 再次使其零刻度线对准指针, 标尺示数如图乙所示,其读数为

2、cm。当地的重力加速度大小为9.80 m/s2, 此弹簧的劲度系数为N/m(保留 3 位有效数字 ) 。2.(14 分) 某同学利用图甲所示的实验装置, 探究物块在水平桌面上的运动规律。物块在重物的牵引下开始运动, 重物落地后 , 物块再运动一段距离停在桌面上 ( 尚未到达滑轮处 ) 。从纸带上便于测量的点开始, 每 5 个点取 1个计数点 , 相邻计数点间的距离如图乙所示。打点计时器电源的频率为50Hz。甲乙欢迎下载。(1) 通过分析纸带数据 , 可判断物块在两相邻计数点和之间某时刻开始减速。(2) 计数点 5 对应的速度大小为m/s, 计数点 6 对应的速度大小为m/s。( 保留三位有效数

3、字 )(3) 物块减速运动过程中加速度的大小为a=m/s2, 若用来计算物块与桌面间的动摩擦因数(g 为重力加速度 ), 则计算结果比动摩擦因数的真实值( 选填“偏大”或“偏小”) 。3.(14 分) 为了测量木块与木板间动摩擦因数, 某小组使用位移传感器设计了如图甲所示的实验装置, 让木块从倾斜木板上一点A 由静止释放 , 位移传感器可以测出木块到传感器的距离。位移传感器连接计算机, 描绘出滑块相对传感器的位移x 随时间 t 变化规律 , 如图乙所示。(1) 根据上述 x-t 图, 计算 0.3 s 时木块的速度 v= m/s, 木块加速度 a= m/s2;( 以上结果均保留两位有效数字 )

4、(2) 若知道木板的倾角为 , 则木块与木板的动摩擦因数 =( 所有量用字母表示 , 已知当地的重力加速度为g) 。(3) 为了提高木块与木板间动摩擦因数的测量精度 , 下列措施可行的是。A.A 点与传感器距离适当大些B. 木板的倾角越大越好【2019最新】精选高考物理大二轮优选新题：专题六物理实验专题能力训练14C.选择体积较小的实心木块D.传感器开始计时的时刻必须是木块从A 点释放的时刻4.(16 分)(1) 下图螺旋测微器的读数为mm。图中游标卡尺的读数是cm。(2) 用如图实验装置验证 m1、m2组成的系统机械能守恒。 m2从高处由静止开始下落 ,m1 上拖着的纸带通过打点计时器打出一

5、系列的点 , 对纸带上的点迹进行测量 , 即可验证机械能守恒定律。下图给出的是实验中获取的一条纸带 :0 是打下的第一个点 , 每相邻两计数点间还有 4 个打点 ( 图中未标出 ), 计数点间的距离如图所示。已知m1=50 g、m2=150 g,则( 结果均保留两位有效数字)在纸带上打下计数点 5 时的速度 v=m/s 。在打下点“ 0”到点“ 5”过程中 , 系统动能的增量Ek=系统势能的减少量Ep=J( 计算时 g 取 10 m/s2) 。由此得出的结论:J,。若某同学作出 -h 图象如图, 则当地的重力加速度 g=m/s2 。5.(14 分) 某实验小组用一只弹簧测力计和一个量角器等器材

6、验证力的平行四边形定则 , 设计了如图所示的实验装置, 固定在竖直木板上的量角器的3/113/11直边水平 , 橡皮筋的一端固定于量角器的圆心O的正上方 A处 , 另一端系绳套1和绳套 2。(1) 主要实验步骤如下 :弹簧测力计挂在绳套 1 上竖直向下拉橡皮筋 , 使橡皮筋的结点到达 O处,记下弹簧测力计的示数 F;弹簧测力计挂在绳套 1 上, 手拉着绳套 2, 缓慢拉橡皮筋 , 使橡皮筋的结点到达 O点, 此时绳套 1 沿 0°方向, 绳套 2 沿 120°方向, 记下弹簧测力计的示数 F1;根据力的平行四边形定则计算此时绳套 1 的拉力F1'=;比较, 即可初步

7、验证 ;只改变绳套 2 的方向, 重复上述实验步骤。(2) 保持绳套 2 方向不变 , 绳套 1 从图示位置向下缓慢转动 90°, 此过程中保持橡皮筋的结点在 O处不动 , 关于绳套 1 的拉力大小的变化 , 下列结论正确的是。A. 逐渐增大B. 先增大后减小C.逐渐减小D.先减小后增大6.(16 分) 下图为一弹簧弹射装置 , 在内壁光滑、水平固定的金属管中放有轻弹簧 , 弹簧压缩并锁定 , 在金属管两端各放置一个金属小球1 和 2( 两球【2019最新】精选高考物理大二轮优选新题：专题六物理实验专题能力训练14直径略小于管径且与弹簧不固连) 。现解除弹簧锁定 , 两个小球同时沿同

8、一直线向相反方向弹射。然后按下述步骤进行实验:用天平测出两球质量 m1、m2;用刻度尺测出两管口离地面的高度 h;记录两球在水平地面上的落点 P、Q。回答下列问题 :(1) 要测定弹射装置在弹射时所具有的弹性势能 , 还需测量的物理量有 。( 已知重力加速度 g) A. 弹簧的压缩量 xB. 两球落点 P、Q到对应管口 M、N的水平距离 x1、x2 C.小球直径D.两球从管口弹出到落地的时间t1 、t2(2) 根据测量结果 , 可得弹性势能的表达式为Ep=。(3) 由上述测得的物理量来表示, 如果满足关系式, 就说明弹射过程中两小球组成的系统动量守恒。7.(16 分) 在探究动能定理的实验中,

9、 某实验小组组装了一套如图甲所示的装置 , 拉力传感器固定在小车上, 一端与细绳相连 , 用拉力传感器记录小车受到拉力的大小。穿过打点计时器的纸带与小车尾部相连接, 打点计时器打点周期为 T, 实验的部分步骤如下 :5/115/11甲(1) 平衡小车所受的阻力 : 不挂钩码 , 调整木板右端的高度 , 用手轻推小车 ,直到打点计时器在纸带上打出一系列的点。(2) 测量小车和拉力传感器的总质量 m,按图组装好仪器 , 并连接好所需电路, 将小车停在打点计时器附近 , 先接通拉力传感器和打点计时器的电源 ,然后, 打出一条纸带 , 关闭电源。(3) 在打出的纸带中选择一条比较理想的纸带如图乙所示

10、, 在纸带上按打点先后顺序依次取 O、A、B、C、D、 E等多个计数点 , 各个计数点到 O点间的距离分别用 hA、hB、hC、hD、hE、 表示 , 则小车和拉力传感器在计时器打下 D点时的动能表达式为, 若拉力传感器的读数为F,计时器打下 A 点到打下 D点过程中 , 细绳拉力对小车所做功的表达式为。乙(4) 某同学以 A 点为起始点 , 以 A 点到各个计数点动能的增量Ek 为纵坐标, 以 A 点到各个计数点拉力对小车所做的功 W为横坐标 , 得到一条过原点的斜率为 1 的直线 , 由此可以得到的结论是。答案：1. 答案 3.77553.7【2019最新】精选高考物理大二轮优选新题：专题

11、六物理实验专题能力训练14解析 主尺读数 3.7 cm, 即 37 mm,游标第 15 刻度与主尺对齐 , 所以总读数为 37 mm+15× mm=37.75 mm=3.775 cm;由 F=kx 得k=N/m53.7 N/m 。2. 答案 (1)67( 或 76)(2)1.001.20(3)2.00偏大解析 (1) 由纸带上各点间距可以看出,6 、7 两点间距离最大 , 在计数点 6之前 , 连续相等的时间内位移差x=2.00 cm, 而 6、7 两计数点间位移与前一段位移之差x'=x67-x56<2.00 cm 。故物块在两相邻计数点6 和 7之间开始减速。(2)

12、根据 v5=可得v5= m/s=1.00 m/s,从点 2 到点 6 段的加速度 a=2.01 m/s2,v6=v5+aT=1.20 m/s。7/117/11(3) 物块在 6、7 点间加速度变化 , 减速过程加速度大小有 a'=2.00m/s2,重物落地后 , 滑块向前运动时除受物块与桌面之间摩擦力作用外, 纸带和限位孔之间也存在摩擦力作用, 即 mg+F阻=ma,=, 故利用 =计算出的动摩擦因数比真实值偏大。3. 答案 (1)0.804.0(2)(3)AC解析 (1) 由图象知 , 在第 1 个 0.1 s内, 木块的位移为 0, 在第 2 个 0.1 s,木块的位移x2=(42

13、-40) cm=2 cm, 经第 3 个 0.1 s,木块的位移 x3=(40-34)cm=6 cm,经第 4 个 0.1 s,木块的位移 x4=(34-24) cm=10 cm,0.3 s时木块的速度 v=0.80 m/s; 由x=aT2 解得 a=4. 0 m/s2 。(2) 根据牛顿第二定律 , 有 mgsin - mgcos =ma,解得 =。(3)A 点与传感器距离适当大些, 可提高长度的测量精度, 提高加速度的测量精度 , 从而提高动摩擦因数的测量精度, 选项 A 正确 ; 而木板的倾角过大 , 则运动时间过短 , 选项 B 错误 ; 体积较小的实心木块受到的空气阻力【2019最新

14、】精选高考物理大二轮优选新题：专题六物理实验专题能力训练14较小 , 测量结果较准确 , 选项 C正确 ; 传感器开始计时的时刻可从任意位置,选项 D错误。4. 答案 (1)5.6701.050(2) 2.40.580.60在误差允许的范围内,m1、 m2组成的系统机械能守恒9.7解析 (1)5.5 mm+17.0 ×0.01 mm=5.670 mm,注意读可动刻度时要估读一位;游标卡尺读数 1 cm+10×0.05 mm=1.050 cm。(2) 由瞬时速度与平均速度的关系式 v5=2.4m/s,Ek=(m1+m2)=0.58 J, 重物 m1上升 h5=60.00 cm

15、=0.60 m, 重物 m2下降 0.60 m, 系统重力势能的减小量 Ep=m2gh5-m1gh5=0.60 J。在误差允许的范围内 ,m1、m2组成的系统机械能守恒。由上述分析可得系统机械能守恒表达式 (m1+m2)v2=(m2-m1)gh,得 gh, 可知图线的斜率 k=g=4.85, 解得g=9.7 m/s2 。5. 答案(1)F1 和F1'(2)D解析(1)根据平行四边形定则计算绳套1 的拉力F1'=Ftan 30°=, 通过比较 F1 和 F1', 在误差范围内相同 , 则可初步验证。(2) 绳套 1 在转动过程中 , 合力保持不变 , 根据平行四

16、边形定则画出图象, 如图所示 :根据图象可知 , 绳套 1 的拉力大小先减小后增大, 故 D 正确。9/119/116. 答案 (1)B (2)(3)m1x1=m2x2解析 (1) 根据机械能守恒定律可知, 弹簧的弹性势能等于两球得到的初动能之和 , 而要求解初动能必须还要知道两球弹射的初速度v0, 由平抛运动规律可知 v0=, 故还需要测出两球落点P、Q到对应管口 M、N的水平距离x1、x2;(2) 小球被弹开时获得的动能 Ek=, 故弹性势能的表达式为 Ep=m1m2;(3) 如果满足关系式 m1v1=m2v2,即 m1x1=m2x2,那么就说明弹射过程中两小球组成的系统动量守恒。7. 答案 (1) 间距相等(2) 释放小车(3) F(hD-hA) (4) 外力所做的功等于物体动能的变化量解析 (1) 当打点计时器能在纸